Investigação de algoritmos de rastreamento do ponto de máxima potência em módulos fotovoltaicos

Abstract

O presente trabalho tem como tema o rastreamento do ponto de máxima potência em painéis fotovoltaicos. Com o crescimento acentuado da indústria fotovoltaica, muito se tem pesquisado a respeito da eficiência da conversão de energia e uma das formas de tornar o módulo mais produtivo é controla-lo de forma que este opere sempre próximo ao seu ponto de máxima potência. Visto isso, uma série de técnicas são aplicadas por meio de algoritmos que controlam a operação do painel. O objetivo desse trabalho é descrever algumas das técnicas utilizadas e implementá-las de forma que seja possível compará-las quanto à eficiência do método adotado. Primeiramente, buscou-se caracterizar o comportamento de um módulo fotovoltaico levando em consideração o modelo equivalente de 1 diodo. Para tanto as equações que regem esse sistema foram desenvolvidas e a analise consistiu em observar o comportamento das curvas I – V e P – V com diferentes irradiações, temperaturas, valores de resistência série, paralelo e para diferentes fatores de idealidade do diodo. Os resultados foram bastante positivos e compatíveis com a literatura. Foi possível notar que quanto maior a irradiação, a potência máxima é maior enquanto que o mesmo ocorre quando a temperatura da célula é reduzida. Também observou-se que para maiores valores de resistência série, menor é a potência extraída do sistema e para maiores valores de resistência paralelo, maior é a potência extraída do sistema. Por último foi possível observar que o fator de idealidade do diodo está relacionado à taxa de decaimento da corrente nas proximidades da tensão de circuito aberto. A próxima etapa terá como objetivo implementar as técnicas de rastreamento discutidas tanto em rotinas no Matlab quanto com diagrama de blocos no ambiente de simulação Simulink. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work has as theme the maximum power point tracking in photovoltaic panels. The photovoltaic industry keeps growing and a lot of research have been made in the way of improving the energy conversion efficiency. One way to do that is to track the maximum power point and make the panel to work around this point. A lot of techniques are applied through algorithms that controls the PV module operation. The goal of this work is to describe some of these techniques and implement them in order to compare their efficiency. To achieve that, at first, the PV module characterization was made through the 1 diode model equivalent and some of the constants as the irradiance, temperature, series and parallel resistance and the ideal diode factor, were modified and the result was observed in the I – V and P – V curves of the system. The results were good and in accordance to the literature. It was possible to see that as the irradiance is increased, so does the power, while for high temperatures, the PV module gives less power to the load. For different series resistance values, as high as this component gets, less power the module produces while for higher values of parallel resistance, higher is the power. It was possible to see that the ideal diode factor contributes to the rate of the decreasing current when the voltage is close to the Open Circuit voltage value. The next step of this work is to implement the MPPT algorithms in Matlab scripts and also in the Simulink environment with block diagrams.